Replicación del ADN: Conceptos Clave y Proceso Detallado

Alelo: Variación funcional de un gen.

El mecanismo de replicación permite que una especie mantenga su genoma a lo largo del tiempo.

La transcripción permite tener más de 200 células distintas, ya que cada una transcribe un grupo de genes diferentes.

Replicación: Mantenimiento de la Información Genética

REPLICACIÓN: Se encarga de mantener la información genética y es 100% eficiente.

¿Qué ocurre si hay una mutación que no se repara durante la replicación de una célula somática? ¿Tiene el mismo efecto si ocurriera en una célula germinal? No, ya que una mutación somática no es heredable. Si no se repara, se acumulará y podría causar cáncer o variación biológica (contribuyendo a la evolución).

Durante el ciclo celular embrionario no ocurren las etapas G. La célula pasa de S a mitosis, por ende, se mantiene la información genética, pero disminuye el tamaño celular. En G1 también existe reclutamiento de proteínas al inicio de la replicación, para asegurar que el proceso se desarrolle correctamente. En el origen de replicación es clave reclutar a Cdc6 y que salga Cdt1, para poder pasar a fase S, dando inicio al ingreso de los componentes de las polimerasas.

Para que se inicie la replicación, primero se necesita un cebador (5’,3’), donde la polimerasa (reconoce la estructura) identifica en el 3’ un OH libre para poder anclarse. En bacterias se hace por la DnaG (primasa) y en eucariontes por la polimerasa alfa. El sitio CTD tiene que estar fosforilado, al menos 7 veces, para que ocurra la replicación.

Nucleótidos: Son 4 de tipo desoxi y tienen que estar en una cantidad abundante para poder iniciar la replicación.

Cofactores: Por ejemplo, el Mg, ayudan a obtener la máxima actividad de las enzimas. Los átomos de Mg ayudan a disminuir la energía de activación (con dos átomos de Mg). Con 3 átomos de Mg, los dos primeros iones generan un aumento de energía muy alto, provocando que alcanzar la energía de activación (cambio de transición teórico de las enzimas) sea mucho más fácil.

Enzimas Clave en la Replicación

DNA Polimerasa dependiente de ADN: En bacterias existen 3 polimerasas: I, II y III. La polimerasa III es la encargada mayoritariamente de la polimerización del ADN. La pol I se encarga de remover los partidores de ARN en el ADN y reemplazarlos por ADN. La pol II participa en la polimerización del ADN en conjunto con la pol III. La polimerasa posee dos estructuras: el complejo gama (aquí se une la helicasa, en bacterias se une DnaG) y el core (donde se realiza la actividad enzimática). Las polimerasas en eucariontes son 3: alfa, gama y épsilon. La alfa tiene actividad primasa y elongación inicial del partidor. La gama sintetiza la hebra retrasada y la épsilon sintetiza la hebra líder. La polimerasa III tiene una alta procesividad, es decir, no tiene gran cantidad de errores, debido (en eucariontes PCNA y en bacterias E.coli beta) a la sliding clamp, ayudando a avanzar más rápido a la enzima. El complejo gama tiene un core de repuesto.

Etapas de la Replicación

Las etapas son:

1. INICIACIÓN:
   • Apertura de la doble hélice en el origen de la replicación.
   • Formación de horquillas o frentes de replicación.
   • Síntesis de partidores.
2. ELONGACIÓN:
   • Avance de horquillas de replicación.
   • Adición de nucleótidos para formar hebras hijas.
3. TERMINACIÓN:
   • Finalización de la elongación en ambas horquillas.

En procariontes, la proteína DnaA reconoce el origen de replicación (Ori), que posee 4 dominios y consume energía. DnaB (helicasa, rompe interacciones débiles) es asistida por la DnaC.

El Primosoma

Primosoma: Complejo formado por 7 proteínas:

• DnaB helicasa
• DnaC accesoria a helicasa
• PriA helicasa
• PriB estructural
• PriC estructural
• DnaT estructural
• DnaG RNA polimerasa dependiente de DNA (primasa)

Aparte, se agrega SSB (protege las hebras simples de ADN de la degradación y evita que se repliquen ADN extraño) y Topoisomerasa.

Tandem se obtienen varias repeticiones.